Einsteigerprojekte Wintersemester 2016/2017

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1 Einsteigerprojekte Wintersemester 2016/2017 Nr. Dozent Titel Kurzbeschreibung 1 Heiden/Kraetzschmar Einsteigerprojekt (Multiagentensysteme nach biologischem Vorbild) Biologische Vorbilder für technische Entwicklungen stehen hoch im Kurs. Im Ingenieurbereich hat sich daraus die eigene Disziplin der Bionik entwickelt. Auch in der Informatik orientieren sich zahlreiche Entwicklungen insbesondere im Bereich künstlicher Intelligenz an biologischen Vorbildern. Als prominentes Beispiel seien Neuronale Netze genannt. Neuere Untersuchungen an Schleimpilzen zeigen, dass diese in der Lage sind, höchst effizient wegoptimierte und zugleich ausfallsichere Streckensysteme zu erstellen. Darüber hinaus wechseln diese interessanten Lebensformen, die keiner systematischen Kategorie zuzurechnen sind, reversibel zwischen unabhängigen einzelligen Organisationsformen, verschmolzenen Riesenzellen und differenzierten mehrzelligen Organismen. Ziel des Projekts ist die Konzeption und Implementierung eines Multiagenten-Systems auf der Grundlage der Schleimpilz-Verhaltensweisen. Das System soll einfache Aufgaben in autonom geeignet gewählter Organisationsform lösen können und für komplexere Erweiterungen geeignet sein. 2 Vieten Einsteigerprojekt (Lernen in biologischen und künstlichen Systemen) Inhaltlich gliedert sich die Veranstaltung in drei Teile, in denen der Lernvorgang aus Sicht dreier verschiedener Fachdisziplinen betrachtet wird: - Lernen als psychologischer Prozess: Theorieansätze unter dem Aspekt der Optimierung des eigenen Lernverhalten, Kommunikationsprozesse - Lernen als physiologischer Prozess: Neurobiologische Grundlagen des Lernens - Neuronale Netze als Modellrahmen für maschinelles Lernen: Neuronen-Modell nach McCulloch&Pitts, einfache Netztopologien, Fähigkeiten und Grenzen Methodisch werden, vor allem im ersten Teil, Basistechniken und Prinzipien, die zu wissenschaftlichem Arbeiten notwendig sind, besprochen und durch Anwendung eingeübt.

2 3 Pein Einsteigerprojekt (Virtualisierung von Rechnersystemen) Die Virtualisierung von Rechnern ist eine Technologie, mittels der auf einer gemeinsam genutzten Hardware mehrere logische Rechner gleichzeitig die vorhandenen Ressourcen nutzen. Wer Freude an der Installation und Konfiguration von komplexer Software hat, der kann sich in diesem Einsteigerprojekt mit aktuellen Lösungen in diesem Bereich vertraut machen. Dabei sollen verschiedene am Markt befindliche Produkte benutzt werden wie z.b. VMware VSphere, Microsoft Hyper-V, KVM und andere sowie darauf aufbauende Cloud-Produkte wie OpenStack oder OpenNebula, aber auch Containertechnologien wie z.b. Docker. Außerdem sollen kommerzielle Lösungen zum Betrieb von virtuellen privaten Servern (VPS) untersucht und verglichen werden. In kleinen Gruppen werden Themen erarbeitet wie die Installation der Plattform, Backup-/Recovery-Lösungen, Hochverfügbarkeit und Fehlertoleranz, Management und Betrieb der Plattform sowie Vergleich von Server- und Workstation basierten Lösungen. Ziel des Projektes ist nicht nur eine lauffähige Implementierung der Virtualisierungsumgebung bzw. ein Vergleich verschiedener Lösungen, sondern vor allem auch das wissenschaftliche Ausarbeiten und Präsentieren der einzelnen Teillösungen 4 Böhmer,J. Einsteigerprojekt (Grundlagen und Projektierung von Telekommunikationsnetzen) Im Einsteigerprojekt "Projektierung und Einsatzszenarien von Kommunikationsnetzen" werden grundlegende Kenntnisse über Eigenschaften und Merkmale von Kommunikationsnetzen und seinen Komponenten vermittelt werden. Im Fokus stehen dabei zunächst der systematische Aufbau eines Netzes und mögliche Einsatzszenarien, sowie das Umsetzen von Projekten anhand der gängigen Projektmanagementmethoden. 5 Heiden Einsteigerprojekt (Computerspiel-Entwicklung) Die Entwicklung von Computerspielen ist eine Disziplin, die vielfältige Aspekte der Informatik in sich vereint und sich darüber hinaus von ihrer Natur her großer Beliebtheit erfreut. In Teamarbeit soll während des Semesters unter Einsatz von agilen Methoden ein Computerspiel entstehen, das abschließend zumindest als spielbarer Prototyp vorliegt. Die Arbeiten beinhalten Ideenfindung und -Auswahl, Projektvorbereitung und -durchführung, einschließlich Zeit- und Ressourcenmanagement sowie - je nach gewählten Rahmenbedingungen - Design, Modellierung, Animation, Programmierung, Nutzung bestehender Software-Werkzeuge und wissenschaftliche Dokumentation.

3 6 Jung Einsteigerprojekt (Secret Messages) Secret Messages: Analysieren und entschlüsseln der Informationen, die zwei autonom arbeitende Controller-Systeme miteinander austauschen. Die verwendeten Micro-Controller-Systeme verfügen über diversitäre Schnittstellen für den Datentransfer sowie einfache Bedienelemente und Anzeigen. Zunächst sollen geeignete Methoden und Hilfsmittel für die Analyse der vorliegenden Datentransfers untersucht werden. Dies beginnt bei der physikalischen Signalübertragung und geht über die Kodierung, das Protokoll und möglicherweise vorliegende Verschlüsselungsverfahren bis hin zur semantischen Interpretation der Informationen. Die Hardware der beiden Controller-Systeme ist identisch, die Software jedoch nicht. Dadurch haben die Systeme verschiedene Rollen beim Datentransfer. Hier gilt es, diese Rollen anhand geeigneter Experimente zu identifizieren und zu beschreiben. Eine zentrale Bedeutung für einen funktionierenden Datenaustausch hat dabei das Übertragungsprotokoll. Wenn die Datentransfers nach erfolgreicher Analyse als Bits und Bytes vorliegen, müssen diese mit geeigneter Methodik interpretiert werden, um ihre Bedeutung zu entschlüsseln. Das Vorgehen, die verwendeten Methoden und die Ergebnisse sind in einem Bericht zu dokumentieren. Sherlock Holmes läßt grüßen... Im Projekt soll ein Webserver aufgesetzt und in die vorhandene Laborarchitektur der Netzlabore integriert werden. Besonderen Wert wird hierbei auf die Sicherheit und die Performance des Systems gelegt. 7 Kannen Aufbau eines Web-Servers Jeder der Projektteilnehmer übernimmt eine fachliche Teilaufgabe (z.b. Virtualisierung, Apache-Webserver, Betriebssystem, Docker, Härten eines Systems, Testangriffe auf das System, Performance-Messungen). Im Projektteam wird daraus dann ein sicherer und effizienter Webserver realisiert, der als produktiver Webserver eingesetzt werden soll. Neben der Projektarbeit verfasst jeder Teilnehmer über seine fachliche Vertiefung eine kleine Facharbeit, die er dem Projektteam präsentiert.

4 8 Ewert Einführung in Hardware/Software Codesign Das Design digitaler Hardware wird dem Software-Design immer ähnlicher. Die meisten modernen Embedded Systems bestehen aus kooperierenden Hardware- und Software-Komponenten. Die Hardware- Komponenten werden oft mit Modellierung- oder Programmiersprachen beschrieben und durch die Ausführung von Software-Programmen umgesetzt. Diese integrierten Systeme, die auch Prozessorkerne und Speicher-Arrays umfassen können, weisen eine erhebliche Menge von Embedded Software auf. Der Entwurf dieser Systeme erfordert einen guten Austausch zwischen der Hard- und Software und setzt ein grundlegendes Wissen über die beiden Gebiete voraus. Dieses Einsteigerprojekt widmet sich der Einführung in das Hardware/Software Codesign. Ein Teil der Veranstaltung befasst sich mit der Erstellung und Präsentation einer wissenschaftlichen Arbeit zu einem ausgewählten Thema. Im praktischen Teil werden die Teilnehmer kleinere Systeme aus einer Kombination von Hard- und Software entwickeln und testen. 9 Ewert Analoge Signalverarbeitung Auch wenn die digitale Signalverarbeitung die am weitesten verbreitete Form der Signalverarbeitung ist, ist bei einem Systemdesign eine analoge Signalverarbeitung unvermeidbar, denn die reale Welt ist analog und die Verarbeitung und die Umformung der Informationen der realen Welt muss mit den analogen Systemen erfolgen. Das Ziel dieses Einsteigerprojekt ist den Teilnehmern mit Hilfe von praktischen Übungen das Systemdesign und die Rolle der analogen und der Mixed-Signal Signalverarbeitung näher zu bringen. 10 Uhde Einsteigerprojekt (Wie funktioniert das Internet?) Das Internet ist inzwischen zu einem wichtigen Teil des heutigen Lebens geworden. In diesem Einsteigerprojekt sollen zunächst der grundsätzliche Aufbau des Internets als auch wichtige Abläufe und Protokolle identifiziert und gemeinsam erarbeitet werden. Darauf aufbauend bearbeitet jeder Projektteilnehmer selbständig ein Teilgebiet aus dem übergeifenden Thema "Internet", das nach Interesse gewählt werden kann, erstellt dazu eine kurze Ausarbeitung und präsentiert seine Ergebnisse im Rahmen der Projektgruppe. Auf diese Weise sollen die Teilnehmer an wissenschaftliches Arbeiten herangeführt werden. Darauf aufbauend bearbeitet jeder Projektteilnehmer selbständig ein Teilgebiet aus dem übergeifenden Thema "WLAN", das nach Interesse gewählt werden kann, erstellt dazu eine kurze Ausarbeitung und präsentiert seine Ergebnisse im Rahmen der Projektgruppe. Auf diese Weise sollen die Teilnehmer an wissenschaftliches Arbeiten herangeführt werden. 11 Uhde Einsteigerprojekt (Bau einer WLAN Antenne) Drahtlose lokale Netze sogenannte WLAN sind inzwischen weitverbeitet. Wichtige Komponenten in drahtlosen Netzen sind die Sende- und Empfangsantennen. Für diese Antennen gibt es eine Vielzahl von verschiedenen Bauformen, die mit z.t sehr einfachen Mitteln aufgebaut werden können. In diesem einsteigerprojekt sollen zunächste der grundsätzliche Aufbau als auch wichtige Abläufe in WLAN identifiziert und gemeinsam erarbeitet werden. Um das theortische erworbene Wissen parktisch zu vertiefen, besteht im Rahmen dieses Einsteigerprojekts die Möglichkeit, verschiedene WLAN Antennen aufzubauen, zu testen und zu vergleichen.

5 12 Rieke Einsteigerprojekt (e-learning selbst gemacht ) E-learning ist zum wichtigen Bestandteil der Lehre geworden. Unterschiedliche Anforderungen der Zielgruppen, Nutzung von Internet-tools und auch Rahmenbedingungen innerhalb der Hochschulen wirken sich auf die Gestaltung von e-learning Angeboten aus. In kleinen Gruppen lernen die Studierenden in diesem Einsteigerprojekt, wie e-learning Angebote konzipiert und gestaltet werden. Ziel ist es, ein e- learning Angebot zu konzipieren und daraus eine eigene Lerneinheit mit Kreativität und fachlichem Hintergrund umzusetzen. Dabei wird besonderer Wert auf das Selbstmanagement gelegt. Durch Reflektion der eigenen Organisation sollen die Herausforderungen des Eigenstudiums, das nicht nur beim e-learning wichtig ist! - verdeutlicht werden. 13 Schliefer Signale: Informationsträger Mit Hilfe der Freeware AUDCITY werden in diesem EPRO Grundzüge der Signalverarbeitung am Beispiel von Audiodateien bearbeitet. Warum z.b. klingt eine Stimme durch das Telefon anders als im direkten Gespräch? Analog zu diesem Beispiel kann eine andere Frage gestellt werden: Warum verstehe ich mein Gegenüber manchmal falsch oder garnicht? In beiden Fälle verändern Eigenschaften der Übertragungsstrecke das Signal. Im ersten Fall sind es Bauteileigenschaften, wie z.b. kapazitive Effekte auf Leitungen. Im zweiten Fall sind es u.a. Eigenschaften des Gehirns. Der Schwerpunkt dieser Veranstaltung liegt auf technischen Fragestellungen. Darüber hinaus werden Ergebnisse der Hirnforschung angesprochen, durch deren Anwendung das Lernen effektiver gestaltet werden kann. Die Arbeitsergebnisse werden durch klassisch wissenschaftliche Methoden in Form von Berichten, Protokollen und Präsentationen aufbereitet. Die Endnote der semsterbegleitend erbrachten Studienleistungen berechnet sich abschließend zu 55% aus einer Klausur, zu 25% aus einem Vortrag und zu 20% aus einem Bericht. Die Abgabe der ersten benoteten Teilleistung gilt als Prüfungsanmeldung. Durch aktive Veranstaltungsteilnahme können Bonuspunkte erarbeitet werden, die mit bis zu 20 von 100 Punkten in die Klausurnote eingehen.

6 14 Kees Einsteigerprojekt (Open Source Unternehmenssoftware) "Der Einsatz von Software ist sowohl im privaten als auch im beruflichen Bereich selbstverständlich geworden. Die verschiedenen Aspekte, die damit zusammenhängen, werden in der Wirtschaftsinformatik untersucht und gelehrt. Die Softwaresysteme, die in diesem Zusammenhang betrachtet werden, werden üblicherweise als sogenannte Closed Source Software angeboten d. h. ihre Anschaffung ist kostenpflichtig und der Quellcode der Software wird den Anwendern nicht zugänglich gemacht. Bei Free and Open Source (FOS) Software werden die Lizenz zur Nutzung der Software und der Quellcode der Software den Anwendern kostenlos zur Verfügung gestellt. Free and Open Source Software (FOS Software) ist im Bereich von Infrastruktursoftware (z. B. Betriebssysteme, Firewalls usw.) bereits weit verbreitet, wird dort erfolgreich angewendet und hat große Akzeptanz bei den Anwendern gefunden insbesondere auch in der unternehmerischen Praxis. Dadurch können IT-Kosten in erheblichem Umfang eingespart werden. In Hochschulen hat die Integration von Open Source Software in die Lehre zu einem erheblichen Wissenstransfer von der Hochschule in die Praxis, zu einem deutlichen Wissenssprung für Studierende der Informatik und zu einer Integration der Studierenden in professionelle Netzwerke geführt. Hier spielt der Kostenaspekt ebenfalls eine wesentliche Rolle. Allein die Stadt München, die ihre gesamte Verwaltung im Jahr 2004 von Windows auf Linux umgestellt hat, scheint aus wirtschaftlichen Gründen der anderen Art wieder zu Windows zurückzukehren. Auch im Bereich von Unternehmenssoftware wird seit einigen Jahren zunehmend Free and Open Source Software angeboten (FOS Enterprise Software), wobei hier deutliche Kommerzialisierungsansätze erkennbar sind. Für Unternehmen, die über geringe finanzielle Ressourcen verfügen wie Neugründungen, Unternehmen in Entwicklungs- und Schwellenländern usw., und für Unternehmen, die Kosten reduzieren wollen oder müssen, ist FOS Unternehmenssoftware ein idealer Ansatz zur drastischen Minimierung der einmaligen und laufenden IT-Kosten (insbes. Anschaffungs- und Wartungskosten. Im vorliegenden Einsteigerprojekt (EPro) soll daher untersucht werden, welche der angebotenen Unternehmenssoftwaresysteme tatsächlich für den Einsatz in der Wirtschaft geeignet sind." 15 Breuer Android Apps Tablets und Smartphones werden gerade durch die vielen Apps interessant. Im diesem Projekt lernen Sie die Hintergründe des Betriebssystems Android sowie der Programmiersprache Java kennen und entwickeln in Teamarbeit eine eigene App. Sie wenden dabei Methoden des professionellen Projektmanagements an, die auch für Ihr Projekt "Studium" nützlich sind.

7 16 Mayer Hard- und softwaremäßige Zusammenstellung von Rechnersystemen nach vorgegebenen Kriterien Bei jedem Beruf wird von den Mitarbeitern natürlich eine möglichst hohe fachliche Kompetenz erwartet. Gerade bei Berufen mit akademischem Hintergrund gibt es aber auch noch wichtige Zusatzkompetenzen. So werden Sie vermehrt Berichte und Konzepte verfassen und ganz besonders auch Vorträge halten müssen. Diese Dinge liegen nicht jedem, sind aber mit etwas Training erlernbar. In diesem Kurs sollen Sie anhand kleiner und überschaubarer Informatikthemen in Gruppenarbeit Berichte bzw. Vorträge erstellen und letztere dann zum Vortrag bringen. Jeder Teilnehmer soll mehrere Vorträge halten. Die Ergebnisse (Form der Berichte, Gestaltung der Folien und Ablauf der Vorträge) werden gemeinsam besprochen. Durch Wiederholung kann jeder Teilnehmer an seinen Fähigkeiten arbeiten und seine Fortschritte beobachten. Die Zukunft des Internets ein neuer Zeitabschnitt hat begonnen "Das Internet der Dinge (IoT) bezeichnet die Vernetzung von Objekten jeglicher Art die über das Internet miteinander kommunizieren -- immer kleinere, eingebettete Computer messen, regeln, steuern, navigieren, rechnen, recherchieren, dokumentieren und kommunizieren für uns" Eine riesige Herausforderung für die nächsten zehn bis zwanzig Jahre zeichnet sich ab. Dieses EPro führt zunächst in die grundlegenden Prinzipien des Internet of Things ein. Weiterhin werden u.a. folgende Themen behandelt: 17 Böhmer, St. Internet of Things (IoT) - Vernetzung und mobile Kommunikation für das Internet of Things, - Sensoren für das IoT - Embedded Systems für das Internet of Things Neben der theoretischen Behandlung der oben genannten Themen wird auch der praktische Umgang mit Systemen und Komponenten für das Internet der Dinge (wie z.b. Arduino, Raspberry Pi, Sensoren) wichtiger Bestandteil der Lehrveranstaltung sein. MIT Technology Review:

8 Mobile Smartphones entwickeln sich zu den Helferlein des Alltags. Neben Unterhaltung und Kommunikation ist die persönliche Weiterentwicklung von zentrale Bedeutung. Organisation und Planung, musste kurzfristig Sprachen, Sport oder Gesundheit neue Fähigkeiten können jederzeit trainiert werden. Das Smartphone hält den aktuellen Stand fest, Ansätze aus Gaming Technologien motivieren zum Weitermachen, die Einbindung in soziale Netze gibt ein Gemeinschaftsgefühl, man kann sich gegenseitig antreiben. abgesagt werden 18 Schild Mobile Training Games Im Projekt sollen als Teamarbeit neue Prototypen entstehen, die Mobiles Training ermöglichen und dabei noch Spaß machen. In Teams werden bestehende Anwendungen analysiert, eigene Ansätze konzipiert und technisch umgesetzt. Erlernt werden dabei neben ersten Programmiererfahrungen, Konzepten der Benutzbarkeit und Produktionsmethoden ein analytisches Vorgehen und eine wissenschaftliche Dokumentation der Ergebnisse.